中红外光谱技术在白酒检测中的运用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

中红外光谱技术在白酒检测中的运用

发表时间：2020/8/7 来源：《基层建设》2020年第10期作者：赵延波

[导读] 摘要：白酒因为具有酒体成分复杂、组分种类较多等特点，给检测工作带来了一定的难度。

        讷河市质量技术监督检验检测中心黑龙江省讷河市 161300
        摘要：白酒因为具有酒体成分复杂、组分种类较多等特点，给检测工作带来了一定的难度。如何实现白酒的快速、准确检测，一直以来都是白酒行业重点研究的课题。目前常用的方法是化学分析法、滴定法等，但是实际应用中存在流程繁琐、分析时间长、检测精度差等问题。近红外光谱分析技术近年来发展较快，并且在食品、烟草、化工等领域有着较为成熟的应用。基于中红外光谱的白酒检测，克服了传统方法存在的一些弊端，分析速度、结果精度得到了明显提升，而且操作简便，技术门槛较低，实用性较强。
        关键词：中红外光谱；白酒检测；酿酒原料；理化指标
        一、中红外光谱技术及其应用优势
        红外光谱根据波长来分，波长0.75-2.5μm为近红外、2.5-25μm为中红外、25-1000μm为远红外。绝大多数有机物和无机物的基频吸收带都出现在中红外区，其中2.5～7.5μm为特征频率区，主要用于鉴定官能团，如羰基酮、酸、酯或酰胺类等化合物。中红外光谱的定性分析主要是通过给大量已知类别谱图打标签建立模型，利用建立模型对未知谱图进行预测分类。
        从实际应用效果来看，基于中红外光谱技术的白酒检测，其优势主要体现为：（1）检测速度快，在待检样品较多的情况下，该技术的优势明显；（2）检出结果的精度高，采用光谱分析，综合对比样品的多项指标，综合判断得出结论，进一步缩小了检测误差，满足了白酒检测的精度要求；（3）采用非接触式检测，样品状态不发生改变，无化学反应，不产生污染；（4）流程简便，操作难度低。将白酒样品放于特定的设备中，自动完成分析，直观显示结果，技术门槛低。正是基于上述技术优势，现阶段中红外光谱分析技术已经在农产品农药残留检测，石油化工产品成分分析，白酒、啤酒、葡萄酒检测等方面有着广泛运用。
        二、中红外光谱技术的实际应用
        1、基于中红外光谱技术的白酒检测流程
        该技术采用定量计算和定性分析相结合的方式，利用光谱分析仪对待测样品的组分进行精确计算和统计，然后根据统计结果，按照特定的数学模型进行定性分析，既可以保证分析结果精确，又能够让结果直观、易懂。在白酒检测中，技术流程为：首先选择一种有代表性的样品，放置于仪器中测量其中红外光谱，并保留测量结果。其次，采用一种统一、规范的参考方法，对白酒检测结果中的有效组分进行测定。在这一步骤中，如果对检测精度有特殊要求，可以在开始检测前，使用相应的技术措施对中红外光谱进行预处理。最后，将测量所得结果和基础数据，输入到数学模型中，得出样品组分及性质的测定结果。在整个检测中，使用到的硬件设备是中红外光谱仪，软件方面主要是化学计量学软件、数学分析模型。
        2、在白酒质量检测方面的应用
        （1）常规理化指标分析
        虽然白酒的组分多样，且对最终检测结果产生不同程度的影响，但是根据《白酒分析方法》（GB/T 10345-2007）中的相关要求，乙醇、乙酸、总酸、总酯等几项，是检测的重点。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

因此，在利用中红外光谱技术进行白酒理化指标分析时，技术人员可以参照上述标准，重点对要求的几个关键指标进行检测。传统的检测方法中，既有比较原始的酒精度计检测，也有比较先进的气相色谱法检测。但是均存在不同程度的缺陷。相比之下，中红外光谱则可以快速、准确的得到白酒样品的理化指标。例如，有试验表明，采用中红外光谱仪进行样品组分测定，然后基于最小二乘法回归分析建立定标模型。测定结果经定标模型处理后，样品中乙醇、乙酸、总酸的误差，为0.44、0.13、0.17，误差均在《白酒分析方法》（GB/T 10345-2007）的允许范围以内。
        （2）真假酒的鉴别
        我国不仅有着悠久的白酒文化，而且也是白酒消费大国。但是在白酒市场中，充斥着大量的假冒伪劣产品。这些白酒由于生产、制造环境简陋，或是技术不达标，导致产品中含有较多的有害物质，如果消费者饮用这些假酒，很容易出现中毒症状。因此，选择一种快速、准确的甄别方法，无论是维护白酒行业健康发展，还是维护消费者的健康安全都是大有裨益的。通过对比真、假酒的基本成分可以发现，假酒中甲醛含量明显超标，因此判断真假酒的一个重要指标，就是测定样品中甲醛的含量。
        目前国内外比较主流的白酒甲醛含量检测方法有比色法、拉曼光谱发、气相色谱法等。这些技术虽然有一定的应用优势，但是也存在或多或少的缺陷。例如比色法的优势是检出速度快，操作也比较方便，但是缺点是检测结果精度不高；而酶电极法可以达到较高的检测结果，但是使用成本较高。在这些检测技术中，中红外光谱技术集合了各种优点，成为真假白酒鉴别中的一种常用技术手段。其原理是首先选择正品白酒的样品，然后通过中红外光谱技术测定其各类组分的含量，并通过选取多组样品、多次测量，确定各类组分的区间范围。然后将测量结果作为参照，在真假白酒鉴别时，如果待测样品的组分测量结果，特别是甲醛的测量结果，明显不符合标准范围，即可判定为假酒。
        三、中红外光谱技术在白酒行业的应用展望
        随着我国白酒市场规模的不断扩大，白酒检测的工作压力也随之上升，白酒检测技术的研发和创新是一种必然趋势，也是推动我国白酒行业健康发展的重要动力。中红外光谱技术目前已经比较成熟，在农药残留检测、白酒组分检测等领域的应用效果明显。今后要想将这一技术推广开来，还需要做好以下几项工作：其一，作为最近几年兴起的一种新型检测技术，中红外光谱技术要想得到全面普及还需要一定的时间。特别是配套的技术标准，目前还不够完善，下一步在技术创新的基础上，也要着手建立与中红外光谱分析技术相关的标准，才能为技术发展与应用提供支持。其二，中红外光谱分析技术的应用，依赖于大量的数学模型，今后应尝试建立更多类型、更高精度的数学模型，为检测结果分析提供帮助。
        参考文献：
        [1]赵钜阳,姚恒喆,杨旻恪,等.冻藏猪肉在近红外光谱应用中的快速无损检测[J].肉类工业,2020(1):20-28.
        [2]张金玲.近红外光谱法快速检测白酒基酒中甲醇含量[J].酿酒,2019(3):120-122.
        [3]刘石雪，王秀菊，李静，张贵选.中红外光谱技术在白酒检测中的应用量[J].酿酒科技,2020(3)
        [4]买书魁,吴镇君,陈红光,张福艳,李子文,李宗朋,王琼雅,尹建军,王健．基于近红外光谱技术的白酒原酒中关键成分的定量分析[J]．食品与发酵工业,2018(11):280-285